2010高考英语真题答案内幕规律大揭秘与超级绝密必杀技6招式(初级版)

模具制造工艺江南大学机械工程学院数字化应用技术研究所第1章绪论1.1模具制造的根本要求1.2模具制造的开展趋势1.3本书的主要内容第1章绪论1.1模具制造的根本要求〔1〕制造精度高为了生产合格的产品和发挥模具的效能，模具的设计与制造必须具有较高的精度。模具的精度要求取决于模具成形的制品精度要求和模具的结构设计要求。为了保证制品的精度和质量，模具与制品成形有关的零件的精度要求通常要比制品精度高2～4级。模具的结构要保证模具开合模动作准确等精度要求，因此要求组成模具的零件都必须有足够的制造精度。〔2〕使用寿命长模具是比较昂贵的工艺设备，目前模具制造费用占产品本钱的10%～30%，其使用寿命的长短直接影响产品本钱的上下。因此，除了小批量生产和新产品试制等特殊情况外，一般都要求模具具有较长的使用寿命，在大批量生产的情况下，模具的使用寿命更加重要。第1章绪论〔3〕制造周期短为了满足生产的需要和提高产品的竞争力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具制造周期。模具制造周期的长短主要取决于模具企业制造技术和生产管理水平的上下。〔4〕制造本钱低模具本钱与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度要求、加工手段及加工方法有关。模具技术人员必须根据制品要求合理设计模具和制订其加工工艺，努力降低模具制造本钱。第1章绪论1.2模具制造的开展趋势1.2.1模具制造技术与工艺的开展1．模具的快速制造1〕基于并行工程的模具快速制造近些年来，为缩短制造周期，模具企业大都在自觉与不自觉中应用“并行〞的概念来组织生产、销售工作，并行工程的明确提出是对现有模具制造生产模式的总结与提高。并行工程、网络化制造系统为模具快速制造提供了有效的实施平台。并行工程的根底是模具的标准化设计。标准化设计有3方面要素：统一数据库和文件传输格式是根底；实现信息集成和数据资源共享是关键；高速加工等先进制造工艺是必备的条件。

2〕应用快速成形技术制造快速模具〔RP+RT〕在快速成形〔RapidPrototyping,RP〕技术领域中，目前开展最迅速、产值增长最明显的就是快速模具〔RapidTooling,RT〕技术。快速成形不仅能够迅速制造出原型供设计评估、装配校检、功能实验，而且还可以通过形状复制，快速经济地制造出产品模具，从而防止了传统模具制造的费时和耗本钱的数控加工，可以大大提高产品开发的一次成功率，有效地缩短开发时间和降低本钱。这就是RP+RT技术产生的根本原因，也是其赖以开展的动因。目前，它已成为RP技术的一个新的研究热点，也是RP技术最重要的应用领域之一。

3〕高速切削技术的应用高速切削〔HighSpeedMachining,HSM〕在模具领域的应用主要是加工复杂曲面。其中，高速铣削〔也称之为硬铣削HardMilling,HM〕可以把复杂形面加工得非常光滑，几乎不再需要精加工，从而大大节约了电火花〔EDM〕加工和抛光时间及有关材料的消耗，极大地提高了生产效率，并且形面的精度不会遭到破坏。

2．模具的精密制造目前，在精度方面，塑件的尺寸精度可达IT7～IT6，形面的外表粗糙度可到达Ra0.05～0.025m，注塑模具使用寿命达100万次以上。多工位级进模和多功能模具是我国重点开展的精密模具品种。目前，国内生产的电机定转子双回转叠片硬质合金级进模的步距精度可达2ｍ，寿命到达1亿次以上。而随着磨削和电加工技术的开展，制造精度已不是问题。3．模具新材料模具新材料已成为提升模具质量的一个重要的因素。镜面钢材的诞生使得模具的外表质量更容易保证；易切削的预硬钢、少变形的淬火钢使模具的加工更为容易、快捷，而模具精度与使用寿命又可得以充分保证。第1章绪论1.2.2制造模式的改变——信息流驱动的模具制造先进制造生产模式对模具工业的影响主要表达在信息的流动。与制造活动有关的信息包括产品信息和制造信息，现代制造过程可以看做是原材料或毛坯所含信息量的增值过程，信息流驱动将成为制造业的主流。目前面向模具开发的CAD/CAPP/CAM/CAE,DNC,PDM和网络集成等均是围绕如何实现信息的提取、传输与物化，即使信息流得以畅通为宗旨。

1．企业内部的信息流企业内部的信息流是在销售、设计、生产、管理等部门间的信息交换，信息主要包括模具报价与签订合同、人员安排、制品原始数据、模具设计、加工工艺、质量检测、试模修模、模具交付等内容。企业各项活动的宗旨就是要保证以模具制造为核心的信息流动的畅通。

2．企业外部的信息流企业外部的信息流是指企业与客户、外协企业间的信息交换，由此产生了电子商务、动态联盟和网络化制造等概念。目前电子商务系统并不十分完善，但通过互联网的数据交换等信息流动已很普遍。客户提供的制品原始数据、企业制订的模具设计方案或加工工艺过程等，都可以通过网上相互沟通，拉近了客户和企业间的距离，使相关问题的解决更加快捷、方便。1.3本书的主要内容第2章模具制造工艺规程2.1根本概念2.2工件的安装和基准选择2.3工艺路线的拟订2.4工序设计2.5加工精度与外表质量第2章模具制造工艺规程2.1根本概念2.1.1生产过程和工艺过程1．生产过程模具制造是在一定的工艺条件下，改变模具材料的形状、尺寸和性质，使之成为符合设计要求的模具零件，再经装配、试模和修整而得到整副模具产品的过程。1〕生产技术准备2〕零件成形加工3〕模具装配第2章模具制造工艺规程2．工艺过程在模具制造过程中，直接改变工件形状、尺寸、物理性质和装配过程等称为工艺过程。按照完成零件制造过程中采用的不同工艺方法，工艺过程可以分为铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、机械加工、外表处理和装配等工艺过程。以机械加工方法〔主要是切削加工方法〕直接改变毛坯的形状、尺寸和外表质量，使其成为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。将合理的机械加工工艺过程确定后，以文字形式作为加工的技术文件，即为模具机械加工工艺规程。第2章模具制造工艺规程2.1.2机械加工工艺过程1．工序一个或一组工人在同一个工作地点，对一个或同时几个工件所连续完成的那一局部工艺过程称为工序。第2章模具制造工艺规程第2章模具制造工艺规程2．安装确定工件在机床或夹具上占有一个正确位置的过程，称为定位。工件定位后将其固定，使之在加工过程中保持定位位置不变，即夹紧。工件的定位和夹紧过程称为装夹。在某一工序中，有时需要对工件进行屡次装夹加工，工件经一次装夹后所完成的那局部工序称为安装。3．工位为了完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动局部一起相对于刀具和设备的固定局部所占据的每一个位置，称为工位。第2章模具制造工艺规程4．工步对工序进一步划分即为工步。一道工序〔一次安装或一个工位〕中，可能需要加工假设干个外表只用一把刀具，也可能虽只加工一个外表，但却要用假设干把不同刀具。在加工外表和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一局部工序，称为一个工步。5．走刀〔行程〕有些工步，由于余量较大或其他原因，需要用同一刀具，对同一外表进行屡次切削，那么刀具对工件每进行一次切削就是一次走刀〔行程〕。第2章模具制造工艺规程2.1.3生产纲领与生产类型1．生产纲领机械产品在方案期内应当生产的产品产量和进度方案称为该产品的生产纲领。第2章模具制造工艺规程2．生产类型1〕单件生产生产的产品品种较多，每种产品的产量很少，同一个工作地点的加工对象经常改变，且很少重复生产。如新产品试制用的各种模具和大型模具等都属于单件生产。2〕成批生产产品的品种不是很多，但每一种产品均有一定的数量，同一个工作地点的加工对象周期性地更换，这种生产称为成批生产。如模具的标准模架、模座、导柱、导套等多属于成批生产。第2章模具制造工艺规程2.1.4制订工艺规程的原那么和步骤1．机械加工工艺规程的作用〔1〕工艺规程是指导生产的技术文件〔2〕工艺规程是生产组织和管理的依据〔3〕工艺规程是加工检验的依据2．制订机械加工工艺规程的原那么模具加工的生产类型一般为单件小批生产，制订机械加工工艺规程的根本原那么就是要保证以最低的生产本钱和最高的生产效率，可靠地加工出符合设计图样所要求的模具产品。第2章模具制造工艺规程3．制订机械加工工艺规程的步骤①零件图的研究与工艺分析②确定毛坯的种类③设计工艺过程④工序设计⑤填写工艺文件4．工艺文件的格式及应用〔1〕机械加工工艺过程卡片〔2〕机械加工工序卡片〔3〕机械加工工艺〔综合〕卡片第2章模具制造工艺规程2.2工件的安装和基准选择2.2.1基准的概念1．设计基准零件设计图样上所采用的基准，称为设计基准。

带头导套

第2章模具制造工艺规程2．工艺基准1〕工序基准2〕定位基准3〕测量基准4〕装配基准①基准重合原那么。②基准统一原那么。③基准对应原那么。④基准传递与转换原那么。第2章模具制造工艺规程2.2.2工件的安装方式1．直接装夹

第2章模具制造工艺规程2．找正装夹3．夹具装夹工件、夹具和机床之间的位置关系

第2章模具制造工艺规程2.2.3定位基准的选择1．粗基准的选择

大型冲压模座粗基准的选择

第2章模具制造工艺规程2．精基准的选择①应尽可能选用加工外表的设计基准作为精基准，防止基准不重合造成的定位误差。这一原那么就是“基准重合〞原那么。②当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地加工其他各外表时，应尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，这就是“基准统一〞原那么。③当精加工和光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工外表本身作为精基准，而该加工外表与其他外表之间的位置精度那么要求由先行工序保证，即遵循“自为基准〞原那么。④为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循“互为基准〞的原那么。⑤精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠。第2章模具制造工艺规程2.3工艺路线的拟订2.3.1外表加工方法的选择第2章模具制造工艺规程第2章模具制造工艺规程第2章模具制造工艺规程轴线平行孔的加工方法及孔距精度等级单位：mm

第2章模具制造工艺规程外圆和内孔的几何形状精度

第2章模具制造工艺规程平面的几何形状和相互位置精度

第2章模具制造工艺规程各种加工方法的经济粗糙度

第2章模具制造工艺规程2.3.2加工阶段的划分1．工艺规程划分阶段的原那么〔1〕粗加工阶段〔2〕半精加工阶段〔3〕精加工阶段〔4〕光整加工阶段2．工艺过程分阶段的主要原因〔1〕保证加工质量〔2〕合理使用设备〔3〕便于安排热处理工序第2章模具制造工艺规程2.3.3加工顺序的安排1．机械加工顺序的安排〔1〕先粗后精〔2〕先主后次〔3〕基面先行〔4〕先面后孔第2章模具制造工艺规程2．热处理工序的安排1〕预先热处理〔1〕退火和正火〔2〕调质〔3〕时效2〕最终热处理〔1〕淬火〔2〕渗碳淬火〔3〕回火〔4〕氮化第2章模具制造工艺规程3．辅助工序的安排1〕检验工序①粗加工全部结束后，精加工之前；②零件从一个车间转向另一个车间前后；③重要工序加工前后；④零件加工完毕，进入装配和成品库时。2〕其他辅助工序的安排零件的外表处理，如电镀、发蓝、涂漆等，一般均安排在工艺过程的最后。但有些大型铸件的内腔不加工面，常在加工之前先涂防锈漆等。去毛刺、倒棱、去磁、清洗等，应适当穿插在工艺过程中进行。第2章模具制造工艺规程2.3.4工序的集中与分散1．工序集中的特点①有利于采用高生产率的专用设备和工艺装备，可大大提高劳动生产率；②减少了工序数目、缩短工艺路线，从而简化生产方案和生产组织工作；③减少了设备数量，相应地减少了操作工人和生产面积；④减少了工件安装次数，不仅缩短了辅助时间，而且一次安装加工较多的外表，也易于保证这些外表的相对位置精度；⑤专用设备和工艺装备较复杂，生产准备工作和投资比较大，转换新产品比较困难。第2章模具制造工艺规程2．工序分散的特点①设备与工艺装备比较简单，调整方便，生产工人便于掌握，容易适应产品的变换；②可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；③设备数目较多，操作工人多，生产面积大。第2章模具制造工艺规程2.4工序设计2.4.1机床与工艺设备的选择1．机床的选择①机床的加工范围应与零件的外廓尺寸相适应。②机床精度应与工序要求的加工精度相适应。③机床的生产率与加工零件的生产类型相适应。④机床选择还应结合现场的实际情况。2．夹具选择单件小批生产，应尽量选用通用夹具，如各种卡盘、台钳和回转台等。为提高生产率，应积极推广使用组合夹具。大批大量生产，应采用高生产率的气、液传动的专用夹具。夹具的精度应与加工精度相适应。第2章模具制造工艺规程3．刀具选择刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、加工外表的尺寸、工件材料、所要求的精度和外表粗糙度、生产率及经济性等。在选择时一般应尽可能采用标准刀具，必要时也可采用各种高生产率的复合刀具及其他一些专用刀具。刀具的类型、规格及精度等级应符合加工要求。4．量具选择量具的选择主要是根据生产类型和要求检验的精度来确定。在单件小批生产中，应采用通用量具量仪，如游标卡尺与百分表等；大批大量生产中，应采用各种量规和一些高生产率的专用检具。量具的精度必须与加工精度相适应。第2章模具制造工艺规程2.4.2加工余量与工序尺寸1．加工余量

第2章模具制造工艺规程第2章模具制造工艺规程被包容件的加工余量和公差

第2章模具制造工艺规程2．加工余量确实定1〕分析计算法2〕经验估计法3〕查表修正法中、小尺寸模具的工序余量

第2章模具制造工艺规程3．工序尺寸与公差确实定①确定各加工工序的加工余量；②从终加工工序开始〔即从设计尺寸开始〕到第2道加工工序，依次加上每道加工工序余量，可分别得到各工序的根本尺寸〔包括毛坯尺寸〕；③除终加工工序以外，其他各加工工序按各自所采用加工方法的经济加工精度确定工序尺寸公差〔终加工工序的公差按设计要求确定〕；④填写工序尺寸，并按“入体原那么〞标注工序尺寸公差。第2章模具制造工艺规程2.5加工精度与外表质量2.5.1加工精度1．加工精度与加工误差加工精度是零件加工后的实际几何参数〔尺寸、形状和位置〕对理想几何参数的符合程度。加工误差是指零件加工后的实际几何参数〔尺寸、形状和位置〕对理想几何参数的偏离程度。零件加工后产生的加工误差，主要是由机床、夹具、刀具、量具和工件所组成的工艺系统，在完成零件加工的任何一道工序的加工过程中有很多误差因素在起作用，这些造成零件加工误差的因素称之为原始误差。〔1〕工艺系统的原有误差〔2〕加工过程中的其他因素第2章模具制造工艺规程2．保证和提高加工精度的主要途径1〕减少或消除原始误差2〕补偿或抵消原始误差3〕转移原始误差4〕分化或均化原始误差第2章模具制造工艺规程2.5.2外表质量1．加工外表质量的含义机械加工的外表质量也称外表完整性，它包含外表的几何特征和外表层的力学性能的变化。1〕加工外表的几何特征2〕加工外表层的力学性能的变化第2章模具制造工艺规程2．加工外表质量对零件的使用性能和使用寿命的影响〔1〕外表质量对零件工作精度及其保持性的影响初期磨损量与外表粗糙度的关系第2章模具制造工艺规程〔2〕外表质量对零件抗腐蚀性的影响〔3〕外表质量对零件疲劳强度的影响〔4〕外表质量对零件之间配合性质的影响3．改善外表质量的途径一般而言，可以通过各种工艺措施，如降低零件外表粗糙度，减小剩余拉应力，防止外表烧伤和裂纹，对零件进行外表强化，来到达改善外表质量的目的。第2章模具制造工艺规程复习思考题什么是模具加工工艺规程？在模具制造中，它主要有哪些作用？制订模具加工工艺规程的根本原那么是什么？合理的加工工艺规程应满足哪些根本要求？什么是工艺基准？简述工艺基准的选择原那么。在选择加工方法时，重点要考虑哪些因素？零件的加工为什么常常要划分加工阶段？划分加工阶段的原那么是什么？机械加工顺序安排的根本原那么是什么？试举例说明。保证和提高加工精度的主要途径有哪些？第3章模具的常规加工方法3.1车削加工3.2铣削加工3.3钻削加工3.4镗削加工3.5磨削加工第3章模具的常规加工方法3.1车削加工3.1.1车削运动及车削用量第3章模具的常规加工方法1．车削运动及车削外表车削运动及车削用量

第3章模具的常规加工方法2．车削用量切削速度vC

进给量f背吃刀量aP

第3章模具的常规加工方法3．车削用量的选择1〕背吃刀量aP的选择2〕进给量f的选择3〕切削速度vC的选择主轴转速n

第3章模具的常规加工方法3.1.2常用刀具材料1．刀具材料应具备的性能1〕高硬度和高耐磨性2〕足够的强度与冲击韧性3〕高耐热性2．常用刀具材料1〕高速钢2〕硬质合金3．涂层刀具4．其他刀具材料第3章模具的常规加工方法3.1.3车削精度1．车削精度车削零件主要由旋转外表和端面组成，车削精度可分为尺寸精度、形状精度和位置精度3局部。第3章模具的常规加工方法2．车削经济精度精度与本钱的关系曲线加工费用与外表粗糙度的关系曲线第3章模具的常规加工方法3.1.4车削加工1．回转体类零件车削主要用于导柱、导套、浇口套等回转体类零件热处理前的粗加工，成形零件的回转曲面型腔、型芯、凸模和凹模等零件的粗、精加工。对要求具有较高的尺寸精度、外表粗糙度和耐磨性的零件，如导柱、导套、浇口套、凸模和凹模等，需在半精车后再热处理，最后在磨床上磨削。对拉杆等零件，车削可以直接作为成形加工。毛坯为棒料的零件，一般先加工中心孔，然后以中心孔作为定位基准。第3章模具的常规加工方法2．回转曲面型腔车削型腔车削加工中，除内形外表为圆柱、圆锥外表可以应用普通的内孔车刀进行车削外，对于球形面、半圆面或圆弧面的车削加工，为了保证尺寸、形状和精度的要求，一般都采用样板车刀进行最后的成形车削。曲面型腔车削

仿形车削

第3章模具的常规加工方法3.2铣削加工3.2.1铣削运动及铣削用量第3章模具的常规加工方法1．铣削运动①铣刀的旋转——主运动；②工件随工作台缓慢的直线移动——进给运动。2．铣削用量铣削速度vC:进给量f:背吃刀量〔铣削深度〕aP:侧吃刀量〔铣削宽度〕ae:第3章模具的常规加工方法2．铣削用量选择的原那么通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的铣削速度，这样选择是因为铣削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响最小；精加工时为减小工艺系统的弹性变形，必须采用较小的进给量，同时为了抑制积屑瘤的产生。对于硬质合金铣刀应采用较高的铣削速度，对高速钢铣刀应采用较低的铣削速度，如铣削过程中不产生积屑瘤时，也应采用较大的铣削速度。第3章模具的常规加工方法3.2.2常用铣床附件第3章模具的常规加工方法3.2.3铣削加工1．平面铣削平面铣削在模具中应用最为广泛，模具中的定、动模板等模板类零件，在精磨前均需通过铣削来去除较大的加工余量；铣削还用于模板上的安装型腔镶块的方槽、滑块的导滑槽、各种孔的止口等局部的精加工和镶块、压板、锁紧块热处理前的加工。2．孔系加工直接用立铣工作台的纵、横走刀来控制平面孔系的坐标尺寸，所到达的孔距精度远高于划线钻孔的加工精度，可以满足模具上低精度的孔系要求。3．镗削加工卧式和立式铣床也可以代替镗床进行一些加工，如斜导柱孔系的加工，一般是在模具相关局部装配好后，在铣床上一次加工完成；同理，导柱、导套孔也可如是加工。第3章模具的常规加工方法4．成形面铣削

圆转台铣削圆弧面

仿形铣削示意图

1-铣刀2-工件3-中间装置4-靠模5-仿形头

第3章模具的常规加工方法5．雕刻加工刻模铣床示意图第3章模具的常规加工方法3.3钻削加工3.3.1钻、扩、锪和铰孔

1．钻孔钻孔主要用于孔的粗加工。普通孔的钻削主要有两种方法：一种是在车床上钻孔，工件旋转而钻头不转；另一种是在钻床或镗床上钻孔，钻头旋转而工件不转。2．扩孔扩孔是用扩孔钻对已经钻出的孔进一步加工，以提高孔的加工精度的加工方法。扩孔钻结构与麻花钻相似，但齿数较多，有3～4齿，导向性好；中心处没有切削刃，消除了横刃影响，改善了切削条件；切削余量较小，容屑槽小，使钻芯增大，刚度好，切削时，可采用较大的切削用量。故扩孔的加工质量和生产效率都高于钻孔。

第3章模具的常规加工方法3．锪孔在原有孔的孔口外表需要加工成圆柱形沉孔、锥形沉孔或凸台端面时，可用锪钻锪孔。4．铰孔铰孔是中小孔径的半精加工和精加工方法之一，是用铰刀在工件孔壁上切除微金属层的加工方法。第3章模具的常规加工方法3.3.2深孔加工1.深孔加工大型注塑、压铸模具上的冷却孔、推杆孔和加热器孔等，一般为孔径比〔D/L〕为1：6以上的深孔，在加工时有其特殊性。〔1〕由于孔径比大，钻杆细长，刚性差，工作时容易产生偏斜和振动，因此孔的精度及外表质量难以控制。〔2〕切屑多而排屑通道长，假设断屑不好，排屑不畅，那么可能由于切屑堵塞而导致钻头损坏，孔的加工质量也无法保证。〔3〕钻头是在几乎封闭的状况下工作，而且时间较长，热量多且不易散出，钻头极易磨损。第3章模具的常规加工方法2.深孔钻床深孔钻床结构

1-导向套2-容屑槽3-工件4-切屑滑槽5-切屑液6-切屑7-盛切屑网8-深孔钻油封

9-高压泵、切削液冷却装置及过滤器10-高压切削油11-压力表第3章模具的常规加工方法深孔钻头

1-钻头2-钻柄3-传动器4-排屑槽5-轴承局部6-油孔L-总长度α-外导角余角β-内导角余角γ-导向块角D/4-钻尖偏移距离l-边距△-本体间隙

第3章模具的常规加工方法3.4镗削加工3.4.1镗削加工单刃镗刀

1-调整螺钉2-固定螺钉

微调镗刀

1-镗刀头2-刀片3-调整螺母4-镗刀5-拉紧螺钉6-垫圈7-导向键

第3章模具的常规加工方法3.4.2坐标镗削1．加工前的准备1〕模板的放置2〕确定基准并找正3〕确定原始点位置和坐标值的转换机械式寻边器

第3章模具的常规加工方法2．镗孔加工镗孔加工的一般顺序为孔中心定位—钻定心孔—钻孔—扩孔—半精镗—精铰或精镗。

第3章模具的常规加工方法第3章模具的常规加工方法3.5磨削加工第3章模具的常规加工方法〔1〕磨削属多刀、多刃切削〔2〕磨削属微刃切削〔3〕磨削速度大〔4〕加工范围广第3章模具的常规加工方法3.5.1砂轮的特性及选用1．砂轮特性砂轮特性包括磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等6大要素。1〕磨料第3章模具的常规加工方法2〕粒度第3章模具的常规加工方法3〕结合剂4〕硬度第3章模具的常规加工方法5〕组织第3章模具的常规加工方法6〕砂轮的形状和尺寸第3章模具的常规加工方法2．砂轮的选用

第3章模具的常规加工方法3.5.2磨削运动与磨削用量第3章模具的常规加工方法3.5.3平面与外圆磨削1．平面磨削平面磨削作为模具零件的终加工工序，一般安排在精铣、精刨和热处理之后。磨削模板时，直接用电磁吸盘将工件装夹；对于小尺寸零件，常用精密平口钳、导磁角铁或正弦夹具等装夹工件。正弦精密平口钳

1-底座2、4-钳口3-工件5-夹紧螺栓6-正弦圆柱7-块规组

垂直面磨削

第3章模具的常规加工方法2．外圆磨削外圆磨削是指磨削工件的外圆柱面、外圆锥面等，外圆磨削可以在外圆磨床上进行，也可以在无心磨床上进行。某些外圆磨床还具备有磨削内圆的内圆磨头附件，用于磨削内圆柱面和内圆锥面。凡带有内圆磨头的外圆磨床，习惯上称为万能外圆磨床。外圆磨削方法分为纵向磨削法、横向磨削法、混合磨削法和深磨法等。第3章模具的常规加工方法3.5.4成形磨削1．成形磨削方法

第3章模具的常规加工方法2．成形磨削常用机床1〕平面磨床2〕成形磨床成形磨床

1—手轮2—垂直导轨3—纵向导轨4—磨头架5—电动机6—砂轮7—测量平台

8—万能夹具9—夹具工作台10—手轮11—手把12—手把13—床身第3章模具的常规加工方法3〕光学曲线磨床光学曲线磨床

1—床身2—坐标工作台3—砂轮架4—投影屏幕磨削曲线轮廓的侧边

第3章模具的常规加工方法光学曲线磨床工作原理1-光源2-工件3-砂轮4-物镜5、6-三棱镜7-平面镜8-投影屏幕第3章模具的常规加工方法4〕数控成形磨床数控成形磨削

1—砂轮2—工件3—金刚刀

第3章模具的常规加工方法成形砂轮磨削

1—砂轮2—工件3—金刚刀

复合磨削

第3章模具的常规加工方法3.5.5坐标磨削1．坐标磨床

坐标磨床的运动

第3章模具的常规加工方法2．数控坐标磨床

成形孔磨削

沉孔磨削

内腔底面磨削

凹球面磨削

第3章模具的常规加工方法二维轮廓磨削

三维轮廓磨削

第4章模具的数控加工与编程

4.1数控机床概述4.2数控机床编程根底4.3数控车削4.4数控铣削4.5加工中心4.6高速加工技术第4章模具的数控加工与编程

4.1数控机床概述4.1.1数控机床的根本概念数字控制〔NumericalControl，NC〕机床，简称数控机床，它是通过数字化信号来控制机床运动及其加工过程。具体地说，数控机床通过编制程序，即通过数字〔代码〕指令来自动完成机床各个坐标的协调运动，正确地控制机床运动部件的位移量，并且按加工的动作顺序，自动控制机床各个部件的动作。第4章模具的数控加工与编程

①加工过程柔性好，适宜多品种、单件小批量加工和产品开发试制，对不同的复杂工件只需要重新编制加工程序，对机床的调整很少，加工适应性强。②加工自动化程度高，减轻工人的劳动强度。③加工零件的一致性好，质量稳定，加工精度高。机床的制造精度高、刚性好，加工时工序集中，一次装夹，不需要钳工划线。数控机床的定位精度和重复定位精度高，依照数控机床的不同档次，一般定位精度可达0.005mm，重复定位精度可达0.002mm。④可实现多坐标联动，加工其他设备难以加工的，由数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓。⑤应用计算机编制加工程序，便于实现模具的计算机辅助制造〔CAM〕。⑥设备昂贵，投资大，对工人技术水平要求高。第4章模具的数控加工与编程

4.1.2数控机床的组成1．数控系统数控系统是数控机床上最重要的局部，其作用是根据用户所输入的加工程序在系统内进行必要的数字运算和逻辑运算，把用户程序转换成控制信号，实现对机床运动的控制。数控机床通过直线与圆弧插补，可以实现对刀具运动轨迹的连续轮廓控制，加工出由直线和圆弧几何要素构成的轮廓工件。数控系统的刀具补偿功能使编程人员可以直接根据工件的实际轮廓形状和尺寸进行编程，加工时CNC系统会根据所存储的刀具半径值和刀具长度值来自动计算刀具中心的运动轨迹，并控制刀具中心的运动，完成对零件的加工。第4章模具的数控加工与编程

2．伺服系统〔1〕开环伺服系统〔2〕闭环伺服系统第4章模具的数控加工与编程

〔3〕半闭环伺服系统第4章模具的数控加工与编程

3．辅助控制单元辅助控制单元通常是与数控系统集成为一体的。它所控制的运动属于开关性质，如主轴的启停、换向，刀具的更换，工件的夹紧、松开，液压、冷却、润滑系统的开关等。4．机床裸机裸机局部与普通机床的构成根本相同，但是根据数控机床的特点作了一些特殊的设计以提高机床的加工精度。例如提高床身、立柱、刀架等支撑件的刚度与抗振性，采用滚珠丝杠、滚动导轨及各种消除间隙机构来提高运动部件的灵敏度，通过减少机床内部热源、设计合理的机床结构和布局来减少机床的热变形等等。第4章模具的数控加工与编程

4.2数控机床编程根底4.2.1数控机床的坐标系统1．控制轴数与联动轴数〔1〕控制轴数控制轴数是指在数控机床所能实现的运动中，除了主轴旋转运动以外的其他所有运动的数目。〔2〕联动轴数联动轴数是指机床能够同时控制的轴数。第4章模具的数控加工与编程

多轴数控机床

第4章模具的数控加工与编程

2．坐标轴及其运动方向统一规定与机床主轴重合或平行的刀具运动坐标为Z轴，远离工件的刀具运动方向为Z轴正方向〔+Z〕。X轴是水平的〔平行于零件装夹面〕，是刀具或零件定位平面内运动的主要坐标。右手直角坐标系

第4章模具的数控加工与编程

3．坐标原点〔1〕机床原点、机床参考点〔2〕工件原点〔3〕编程原点数控机床的原点偏置

第4章模具的数控加工与编程

4．刀位点、对刀点和换刀点数控机床中使用的刀具类型很多，为了更准确地描述刀具运动，需要引入刀位点的概念。对于立铣刀来说，刀位点是刀具的轴线与刀具底平面的交点；对球头铣刀来说是球头局部的球心；对车刀来说是刀尖；对钻头来说是钻尖。刀位点是描述刀具运动的基准。对刀点是数控加工时刀具〔刀位点〕运动的起点。对刀点确定后，刀具相对编程原点的位置就确定了。为了提高工件的加工精度，对刀点应尽量选在工件的设计基准或工艺基准上。同时，对刀点找正的准确度直接影响到工件的加工精度。换刀点是在为数控车床、数控钻镗床、加工中心等多刀加工的机床编制程序时设定的，用以实现在加工中途换刀。换刀点的位置应根据工序内容和数控机床的要求而定，为了防止换刀时刀具碰伤工件或夹具等，换刀点常常设在被加工工件的外面，并要远离工件。第4章模具的数控加工与编程

4.2.2数控程序的格式与编制1．数控程序结构〔1〕程序号〔2〕程序段%0103；N10G90G92X0Y0Z0S500M03；N20G01X-60.0Y10.0F200D01；N30G02X40.0Y10.0R50.0；N40G01G40X0Y0；N50M02；第4章模具的数控加工与编程

2．常用编程指令1〕G指令G指令为准备功能指令，用来规定刀具和工件相对运动的插补方式、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、固定循环等多种设置。G指令从G00到G99共有100种代码。2〕M指令M指令是辅助功能指令，用来控制机床或系统的开、关，如开、停冷却泵，主轴正、反转，运动部件的夹紧与松开，程序结束等。3〕F,S,T指令F指令是续效指令，用来确定进给速度，单位是mm/min。S指令也是续效指令，用来确定主轴转速，单位是r/min。T指令用于在自动换刀的数控机床中选择所需的刀具，T后面的数字代表刀具的编号。第4章模具的数控加工与编程

3．计算机辅助数控编程方法数控程序的编制方法有3种，手工编程、自动编程和计算机辅助编程。〔1〕零件图及加工工艺分析〔2〕几何造型〔3〕刀位轨迹的生成〔4〕后置处理〔5〕程序输出第4章模具的数控加工与编程

4.3数控车削4.3.1数控车床加工概述1.数控车床简介

CK7815数控车床

1-床体2-充电读带机3-机床操作台4-数控系统操作面板5-倾斜60°导轨

6-刀盘7-防护门8-尾座9-排屑装置第4章模具的数控加工与编程

2.数控车床的应用〔1〕加工精度要求高和外表粗糙度值低的回转体零件。〔2〕加工轮廓形状复杂的零件。〔3〕加工特殊类型的螺纹。第4章模具的数控加工与编程

4.3.2数控车削编程数控车床的机床原点与参考点

第4章模具的数控加工与编程

1．数控车床的编程特点〔1〕轮廓切削车外圆循环走刀过程

车端面循环走刀过程

第4章模具的数控加工与编程

车成形面循环走刀过程

第4章模具的数控加工与编程

〔2〕切槽〔包括切断〕外圆切槽循环走刀过程

第4章模具的数控加工与编程

〔3〕车螺纹切削螺纹种类

车螺纹循环走刀过程

变导程螺纹

第4章模具的数控加工与编程

〔4〕钻孔高速啄式钻孔固定循环走刀过程

第4章模具的数控加工与编程

2．编程举例

第4章模具的数控加工与编程

3．数控车加工计算机辅助编程1〕生成刀位轨迹数控车床与车削中心常用的刀具

第4章模具的数控加工与编程

2〕生成NC程序得到刀位轨迹以后，就可以生成NC程序，过程如下。①利用“轨迹仿真〞功能项观察所生成的刀位轨迹是否合理，假设不理想，修改参数后重新进行。②后置处理设置，指定加工机床及NC程序格式。③在“数控车〞菜单区中选取“代码生成〞功能项，拾取刚生成的刀位轨迹，当拾取结束后系统即生成NC代码。利用系统的“查看代码〞功能项可以对所生成的NC代码进行查看、编辑和修改。第4章模具的数控加工与编程

4.3.3车削中心1．车削中心车削中心与数控车床的主要区别在于。〔1〕动力刀具功能车削中心在刀架局部增加了驱动刀具旋转的装置，因此它除了可以装夹内、外圆车刀以外，还可装夹自驱动的回转刀具，如铣刀、钻头、丝锥等。〔2〕C轴位置控制功能该功能可以到达很高的角度定位分辨率〔一般为0.001°〕，还能使主轴和卡盘按进给脉冲做任意低速的回转，这样车床就具有X,Z,C三个坐标，可实现三坐标两联动控制。第4章模具的数控加工与编程

2．车削中心的编程举例

第4章模具的数控加工与编程

4.4数控铣削4.4.1数控铣床加工概述1.数控铣床简介

1—底座2—强电柜3—变压器箱4—伺服电动机5—主轴变速手柄和按钮板6—床身7—数控柜8,11—保护开关

9—挡铁10—操纵台12—横向溜板13—纵向进给伺服电机14—横向进给伺服电机15—升降台16—纵向工作台第4章模具的数控加工与编程

2.数控铣床的应用〔1〕轮廓加工。采用数控铣床可以轻松地实现模具的轮廓加工，提高加工效率。如冲头、凹模的加工，注塑模镶块的加工。〔2〕曲面加工。曲面加工是数控铣削最擅长的加工领域。数控铣床可以加工各种复杂的曲面形状，并且在零件外表只留下很少的剩余量。在型腔模中用到最多的就是型腔、型芯的加工，以及电极、镶块的加工。〔3〕孔系加工。除型腔、型芯的固定孔之外，利用数控铣床或加工中心加工推杆孔、拉杆孔，以及其他有配合要求的孔及孔系，一方面易于保证尺寸精度和位置精度，另一方面也可以减少重复安装找正的时间，有利于缩短模具制造周期。第4章模具的数控加工与编程

4.4.2数控铣编程1．数控铣床的编程特点①在选择工件原点的位置时应注意：为便于在编程时进行坐标值的计算，减少计算错误和编程错误，工件原点应选在零件图的设计基准上；对于对称的零件，工件原点应设在对称中心上；对于一般零件，工件原点设在工件外轮廓的某一角上；Z轴方向上的零点一般设在工件外表；为提高被加工零件的加工精度，工件原点应尽量选在精度较高的工件外表。②数控铣床配备的固定循环功能，主要用于孔加工，包括钻孔、镗孔、攻螺纹等。③数控程序中需要考虑到对刀具长度的补偿。④编程时需要对刀具半径进行补偿。第4章模具的数控加工与编程

2．编程举例

第4章模具的数控加工与编程

3．数控铣加工计算机辅助编程1〕几何造型2〕加工工艺分析铣内槽的3种走刀路径

第4章模具的数控加工与编程

3〕刀位轨迹的生成4〕后置处理5〕程序输出第4章模具的数控加工与编程

4.5加工中心4.5.1加工中心概述1．加工中心的分类1〕立式加工中心1-数控柜2-刀库3-主轴箱4-操纵台5-驱动电源柜6-纵向工作台7-滑座8-床身9-X轴进给伺服电机10-换刀机械手第4章模具的数控加工与编程

2〕卧式加工中心1-刀库2-换刀装置3-支座4-Y轴伺服电动机5-主轴箱6-主轴7-数控装置8-防溅挡板9-回转工作台10-切屑槽第4章模具的数控加工与编程

3〕龙门式加工中心龙门式加工中心的形状与龙门铣床相似，主轴多为垂直设置，除自动换刀装置外，还带有可更换的主轴附件，数控装置的功能也较齐全，能够一机多用，尤其适用于加工大型或形状复杂的零件。4〕五轴加工中心工件一次安装后能完成除安装面以外的所有侧面和顶面等5个面的加工。第4章模具的数控加工与编程

2．加工中心的主要加工对象1〕箱体类零件2〕复杂曲面3〕异形件4〕盘、套、板类零件5〕特殊加工第4章模具的数控加工与编程

4.5.2加工中心自动换刀1.自动换刀〔1〕换刀方式1〕机械手换刀2〕主轴换刀〔2〕刀具识别1〕刀座编码2〕刀柄编码第4章模具的数控加工与编程

2.机外对刀

CCD投影式刀具预调仪

第4章模具的数控加工与编程

4.5.3加工中心编程除换刀程序外，加工中心的编程方法与数控铣床根本相同。但由于增加了换刀环节，在划分工序内容时可以有如下几种方法。〔1〕按所用的刀具划分工序〔2〕按粗、精加工划分工序〔3〕按先面后孔的原那么划分工序〔4〕按程序长短划分工序第4章模具的数控加工与编程

加工中心的编程实例

第4章模具的数控加工与编程

4.6高速加工技术4.6.1高速加工的概念及特点Salomon曲线

第4章模具的数控加工与编程

1．高速加工定义高速切削目前没有一个统一的定义。对于不同的加工方式、不同的工件材料，高速切削的速度是不同的。通常高速切削的切削速度比常规切削速度高出5～10倍以上。〔1〕主轴转速〔切削速度〕高〔2〕进给速度快〔3〕切削深度小〔4〕切削行距小第4章模具的数控加工与编程

2．高速加工的优点〔1〕加工效率高〔2〕加工质量高〔3〕刀具磨损小第4章模具的数控加工与编程

4.6.2高速加工设备与CAM系统1．高速加工设备〔1〕床身本体〔2〕控制系统〔3〕主轴单元电主轴

第4章模具的数控加工与编程

〔4〕进给驱动系统直线电机传动示意图1-直线滚动导轨2-床身3-工作台4-直线电机动件〔绕组〕5-直线电机定件〔永久磁钢〕第4章模具的数控加工与编程

〔5〕刀具夹持系统〔6〕冷却系统及温控系统刀具夹持系统

第4章模具的数控加工与编程

2．CAM系统〔1〕CAM系统应具有很高的计算速度〔2〕全程自动过切处理能力及自动刀柄干预检查〔3〕进给率优化处理功能〔4〕符合高速加工要求的丰富的加工策略第4章模具的数控加工与编程

4.6.3高速加工应用〔1〕淬硬模具型腔的直接加工〔2〕特殊零件的加工〔3〕电火花加工用电极制造〔4〕快速模具制造第4章模具的数控加工与编程

复习思考题什么是数控机床？数控机床的加工特点有哪些？数控机床由哪几局部组成？各局部的根本功能是什么？试述闭环控制数控机床的控制原理，其与开环控制数控机床的差异。简述计算机辅助数控编程的根本步骤。数控车床的编程特点有哪些？加工中心同数控铣床的区别是什么？适合加工中心加工的对象有哪些？加工中心有哪些工艺特点？简述高速铣削加工的工艺特点。简述高速切削加工技术在模具加工中的应用。第5章模具的特种加工5.1电火花成形加工5.2电火花线切割加工5.3激光加工第5章模具的特种加工5.1电火花成形加工5.1.1电火花成形机床概述1．电火花加工原理

电火花加工原理图1-工件2-脉冲电源3-自动进给调节装置4-工具电极5-工作液6-过滤器7-工作液泵

第5章模具的特种加工2．电火花成形加工机床的组成1—床身；2—过滤器；3—工作台；4—主轴头；

5—立柱；6—液压泵；7—电源箱第5章模具的特种加工平动加工时电极的运动轨迹

冲、抽油方式

第5章模具的特种加工3．电火花成形加工的控制参数1〕离线控制参数①加工起始阶段。②加工深型腔。③补救过程扰动。2〕在线控制参数①伺服参考电压。②脉冲间隔。③冲液流量。④伺服抬刀运动。第5章模具的特种加工5.1.2电火花成形加工的工艺规律1．影响工件加工速度的主要因素1〕极性效应的影响2〕电参数的影响2．影响工件加工精度的主要因素1〕放电间隙的大小2〕工具电极的损耗3．影响工件外表质量的主要因素1〕外表粗糙度2〕外表力学性能第5章模具的特种加工5.1.3电火花加工用电极材料1.电极材料的选择2.铜电极不易产生电弧，在较困难的条件下也能实现稳定加工；精加工时比石墨电极损耗小；易于加工成精密、微细的花纹，采用精微加工能到达优于Ra1.25m的外表粗糙度；用过的电极经锻造后还可加工为其他形状的电极，材料利用率高。缺点：纯铜的机械加工性能不如石墨好。3.石墨电极〔1〕加工速度快、切削性好、修整容易〔2〕快速放电成形、热膨胀小、损耗低〔3〕重量轻、本钱低第5章模具的特种加工5.1.4电极的设计与制造1．型腔电火花加工的工艺方法〔1〕单电极平动法〔2〕多电极更换法多电极更换法

1-粗加工电极2-精加工电极3-精加工后的型腔轮廓4-型腔模块

第5章模具的特种加工〔3〕分解电极法第5章模具的特种加工2．型腔电极的设计〔1〕电极的水平尺寸第5章模具的特种加工〔2〕电极垂直尺寸第5章模具的特种加工3．型腔电极的制造纯铜电极主要采用机械加工方法，还可采用线切割、电铸、挤压成形和放电成形，并辅之以钳工修光。线切割法特别适于异形截面或薄片电极；对型腔形状复杂、图案精细的纯铜电极也可以用电铸的方法制造；挤压成形和放电成形加工工艺比较复杂，适用于同品种大批量电极的制造。石墨材料的机械加工性能好，机械加工后修整、抛光都很容易。因此，目前主要采用机械加工法。因加工石墨时粉尘较多，最好采用湿式加工〔把石墨先在机油中浸泡〕。目前普遍采用石墨专用加工中心加工。这种机床各方面密封性好，可防止石墨粉尘侵入机床的导轨丝杠和主轴，导致相关零部件的磨损，及对人体的伤害。第5章模具的特种加工5.1.5工件和电极的装夹与定位1．工件的装夹与定位2.电极装夹通用夹具

不规那么电极装夹1-主轴法兰2-电极夹具3-电极

螺纹夹头夹具

1-螺纹夹具2.电极

第5章模具的特种加工3．电极装夹的调节装置1〕让电极柄部的定位面与电极的成形部位使用同一工艺基准。〔2〕对于无柄的电极，让电极的水平定位面与其成形部位使用同一工艺基准。3〕采取人工找正。1—垂直基准面2—电极柄3,5—调节螺钉4—万向装置

6—固定螺钉7—工具电极8—水平基准面第5章模具的特种加工4．高精度电极夹具目前已有利用高精度电极夹具来简化以上的电极装夹和找正过程。电极可直接装上而不需要调整电极的垂直度和回转角度，就能保证电极的装夹精度。快速卡盘〔亦称基准座〕、定心板、电极夹以及夹紧插销的不同组合即构成一套完整的电极夹具系统。实际生产中可按需求选用。第5章模具的特种加工5.2电火花线切割加工5.2.1电火花线切割工作原理与特点第5章模具的特种加工①直接利用线状的电极丝作电极，不需要制作专用电极，可节约电极设计、制造费用。②可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工出的形状复杂的工件，如凸轮、齿轮、窄缝、异形孔等。③电极丝在加工中不接触工件，二者之间的作用力很小，因此工件以及夹具不需要有很高的刚度来抵抗变形，可以用于切割极薄的工件及在采用切削加工时容易发生变形的工件。④电极丝材料不必比工件材料硬，可以加工一般切削方法难以加工的高硬度金属材料，如淬火钢、硬质合金等。⑤由于电极丝直径很细〔0.1～0.25mm，甚至0.03mm〕，切屑极少，且只对工件进行切割加工，故余料还可以使用，对于贵重金属加工更有意义。⑥与一般切削加工相比，线切割加工的效率低，加工本钱高，不宜大批量加工形状简单的零件。⑦不能加工非导电材料。第5章模具的特种加工5.2.2电火花线切割加工规准的选择1．短路峰值电流的选择当其他工艺条件不变时，短路峰值电流大，加工电流峰值就大，单个脉冲放电的能量亦大，所以放电痕大，切割速度高，外表粗糙度差，电极丝损耗变大，加工精度降低。2．脉冲宽度的选择在一定的工艺条件下，增加脉冲宽度，单个脉冲放电能量也增大，那么放电痕增大，切割速度提高，但外表粗糙度变差，电极丝损耗变大。第5章模具的特种加工3．脉冲间隔的选择在一定的工艺条件下，脉冲间隔对切割速度影响较大，对外表粗糙度影响较小。因为在单个脉冲放电能量确定的情况下，脉冲间隔较小，频率提高，单位时间内放电次数增多，平均加工电流增大，故切割速度提高。4．开路电压的选择在一定的工艺条件下，随着开路电压峰值的提高，加工电流增大，切割速度提高，外表粗糙度增大。因电压高使加工间隙变大，所以加工精度略有降低。但间隙大有利于电蚀产物的排除和消电离，可提高加工稳定性和脉冲利用率。第5章模具的特种加工①切割速度随着加工电流峰值、脉冲宽度、脉冲频率和开路电压的增大而提高，即切割速度随着平均加工电流的增加而提高；②加工外表粗糙度随着加工电流峰值、脉冲宽度、开路电压的减小而减小；③加工间隙随着开路电压的提高而增大；④工件外表粗糙度的改善有利于提高加工精度；⑤在电流峰值一定的情况下，开路电压的增大有利于提高加工稳定性和脉冲利用率。第5章模具的特种加工5.2.3电火花线切割加工的工艺特性

1．电极丝的准备

2．穿丝孔的准备

3．工件的装夹与找正

4．切割路线的选择

工件的找正和加工基准

第5章模具的特种加工5.2.4数控电火花线切割加工编程1．数控电火花线切割加工的编程特点

①数控线切割机床的坐标系符合国家标准。②工件坐标系的原点常取为穿丝点的位置。③当机床进行锥度切割时，上丝架导轮做水平移动，这是平行于X轴和Y轴的另一组坐标运动，称为附加坐标运动。④线切割的刀具补偿只有刀具半径补偿，是对电极丝中心相对于工件轮廓的偏移量的补偿，偏移量等于电极丝半径加上放电间隙。没有刀具长度补偿。⑤数控线切割的程序代码有3B格式、4B格式及符合国际标准的ISO格式。

⑥加工程序中，直线坐标以m为单位。

第5章模具的特种加工2．编程举例

数控电火花线切割加工实例

三B指令格式编程BxByBJGZB是分割符xy是坐标值如果是直线是终点相对起点的增量也可以是比值如果是圆弧是圆弧起点坐标〔相对于圆心〕J是计数值G是计数方向x方向计数Gxy方向计数GyZ加工指令：位置直线加工顺时针圆弧逆时针圆

[0,90)L1SR1NR1

[90,180)L2SR2NR2[180,270)L3SR3NR3[270,360)L4SR4NR4

第5章模具的特种加工3．数控电火花线切割加工的计算机辅助编程1〕几何造型线切割加工零件根本上是平面轮廓图形，一般不切割自由曲面类零件，因此工件图形的计算机化工作根本上以二维为主。2〕刀位轨迹的生成线切割轨迹生成参数表中需要填写的工程有：切入方式，切割次数，轮廓精度，锥度角度，支撑宽度，补偿实现方式，刀具半径补偿值等。在填写完参数表后，拾取待加工的轮廓线，指定刀具半径补偿方向，指定穿丝点位置及电极丝最终切到的位置，就完成了线切割加工轨迹生成的交互操作。计算机将会按要求自动计算出加工轨迹，并可以对生成的轨迹进行加工仿真。3〕后置处理通用后置处理一般分为两步，一是机床类型设置，它完成数控系统数据文件的定义，即机床参数的输入，包括确定插补方法、补偿控制、冷却控制、程序起停以及程序首尾控制符等；二是后置设置，它完成后置输出的NC程序的格式设置，即针对特定的机床，结合已经设置好的机床配置，对将输出的数控程序的程序段行号格式、程序大小、数据格式、编程方式、圆弧控制方式等进行设置。第5章模具的特种加工5.3激光加工

5.3.1激光加工设备1．激光器

固体激光器的结构示意图

1-全反射镜2-工作物质3-玻璃套管4-局部反射镜5-聚光器6-氙灯7-激光器电源聚焦光斑功率密度达107-1011W/cm2温度达10000度以上材料在高温下急剧溶化和汽化，并爆炸性地高速喷射出来，同时产生方向性冲击波。材料在高温熔融蒸发和冲击波作用下实现打孔和切割第5章模具的特种加工2．激光器电源

固体激光器电源示意图

第5章模具的特种加工3．光学与机械系统光学系统的作用在于把激光引向聚焦物镜并聚焦在加工工件上。为使激光束准确地聚焦在加工位置，要有焦点位置调节及其观察显示系统。机械系统主要包括床身、能在三坐标或多坐标范围内移动的工作台及机电控制系统等。目前一般采用计算机来控制工作台或激光器的移动。

第5章模具的特种加工5.3.2激光加工工艺规律〔孔加工〕1．焦距与发散角发散角小、焦距短，可获得更小的光斑及更高的功率密度。所以打的孔不仅深而且锥度小。2．焦点位置外表或略微低于外表，否那么会导致光斑增大影响加工深度和锥度。3．输出能量与照射时间能量越大，孔越深锥度小；照射时间，要适宜4．光斑内的能量分布5．激光的屡次照射6．工件材料第5章模具的特种加工5.3.3激光加工的应用

1.激光叠加制造

用薄板叠合的凸模

激光叠加模具制造工艺过程

第5章模具的特种加工2.激光快速成形及快速模具制造3.激光外表强化与修复〔1〕激光外表相变硬化〔2〕激光外表合金化4.小孔模加工5．冲模开发6.外表纹饰加工确定三维形状的切边线和获得形状信息

第5章模具的特种加工复习思考题电火花加工的根本原理是什么？具有哪些特点？脉冲电源的电参数主要有哪些？简述各参数对放电加工的影响。简述石墨电极的特点。简述型腔电火花加工的工艺方法。电火花线切割加工具有哪些特点？简述激光加工在模具领域的应用。第6章快速制模

6.1快速成形6.2基于RP的快速制模技术6.3熔模铸造6.4硅橡胶模具6.5电铸模具

第6章快速制模

6.1快速成形6.1.1快速成形技术的根本原理与特点以材料添加法为根本方法，将三维CAD模型快速〔相对机加工而言〕转变为由具体物质构成的三维实体原型。首先在CAD造型系统中获得一个三维CAD模型，或通过测量仪器测取实体的形状尺寸，转化为CAD模型，再对模型数据进行处理，沿某一方向进行平面“分层〞离散化，然后通过专用的CAM系统〔成形机〕对胚料分层成形加工，并堆积成原型。第6章快速制模

①对工件的几何构成复杂性不敏感，能制造复杂的零件，充分表达设计细节。并能直接制造复合材料零件。②快速制造模具。③新产品开发中，通过原型〔物理模型〕，设计者可以很快地评估一次设计的可行性并充分表达其构思。④快速成形过程是高度自动化，长时间连续进行的，操作简单，可以做到昼夜无人看管，一次开机，可自动完成整个工件的加工。⑤快速成形技术的制造过程不需要工装模具的投入，其本钱只与成形机的运行费、材料费及操作者工资有关，与产品的批量无关，很适宜于单件、小批量及特殊、新试制品的制造。⑥快速造型中的反向工程具有广泛的应用。第6章快速制模

6.1.2快速成形技术的典型方法1．光固化立体成形

第6章快速制模

2．叠层制造

第6章快速制模

3．选择性激光烧结

第6章快速制模

4．熔丝堆积成形

第6章快速制模

5．三维印刷

第6章快速制模

6.2基于RP的快速制模技术

第6章快速制模

6.2.1直接快速模具制造直接快速模具制造指的是利用不同类型的快速原型技术直接制造出模具，然后进行一些必要的后处理和机加工以获得模具所要求的力学性能、尺寸精度和外表粗糙度。目前，能够直接制造金属模具的快速成形工艺包括：选择性激光烧结〔SLS〕、形状沉积制造〔SDM〕和三维焊接〔3DWelding〕等。第6章快速制模

6.2.2间接快速模具制造

用快速原型制母模，浇注蜡、硅橡胶、环氧树脂或聚氨酯等软材料，可构成软模具。用这种合成材料制造的注射模，其模具使用寿命可达50～5000件。用快速原型制母模或软模具与熔模铸造、陶瓷型精密铸造、电铸或冷喷等传统工艺结合，即可制成硬模具，能批量生产塑料件或金属件。硬模具通常具有较好的机械加工性能，可进行局部切削加工，获得更高的精度，并可嵌入镶块、冷却部件和浇道等。

第6章快速制模

6.3熔模铸造

熔模铸造工艺流程图

第6章快速制模

1．熔模的制造〔1〕模料要求〔2〕压注熔模〔3〕组合2．制壳〔1〕对型壳根本性能的要求〔2〕耐火材料及黏结剂〔3〕制壳工艺3．型壳焙烧与浇注4．铸件的处理〔1〕脱壳〔2〕切割〔3〕碱洗〔4〕热处理第6章快速制模

6.4硅橡胶模具6.4.1硅橡胶模具材料的类型与特点缩合型模具硅橡胶的主要组分包括：端基和局部侧基为羟基的聚硅氧烷〔生胶〕、填料、交联剂和硫化促进剂。加成型模具硅橡胶的主要组分包括：端基和局部侧基为乙烯基的聚硅氧烷〔生胶〕、含氢硅油〔交联剂〕、铂触媒〔催化剂〕、白炭黑〔填料〕。第6章快速制模

6.4.2硅橡胶模具制作方法

1．刀割分型面制作法

1-模框与原型样件的间距2-浇注系统3-制成模具的横梁4-排气口5-着色胶带标志的分模线6-模框7-原型样件8-透明RTV硅橡胶9-着色胶带10-锁栓和定位线用于切成分模线

第6章快速制模

2．哈夫式制作法

第6章快速制模

6.5电铸模具6.5.1电铸成形的原理和特点1．电铸成形根本原理1—加热器〔电炉〕2—电铸槽3—阳极4—电铸槽5—蒸馏水瓶6—直流电源

7—玻璃管8—母模9—搅拌器10—温度计11—恒温控制器第6章快速制模

2．电铸成形的特点①电铸型腔与母模的尺寸误差小〔复制性好〕，误差只有几微米，外表粗糙度二者相当或电铸型腔比母模略低一些；②把难以加工或不可能直接加工的内形〔如斜齿轮模具型腔〕转化为电铸母模的外形面加工，降低了加工难度；③可直接用制品做母模来制造型腔；也可用电铸方法复制出已有的模具型腔，减少了很多工艺环节，提高了效率；④电铸获得的型腔或电极可以满足使用要求，一般不需要修整。电铸镍型腔有较好的强度和硬度〔抗拉强度1400～1600MPa，硬度35～50HRC〕，可以不进行热处理，防止变形。电铸铜电极纯度较高，有利于电加工；⑤电铸时金属沉积速度缓慢，制造周期长，如电铸镍一般需要1周左右；⑥电铸层厚度较薄〔一般为4～8mm〕，不易均匀，具有较大的内应力，大型电铸件变形显著，且不能承受大的冲击载荷。第6章快速制模

3．电铸设备电铸设备主要包括电铸槽、直流电源、恒温控制器和搅拌器等。根据加热的方式不同，电铸槽有内热式和外热式两种。电铸槽材料常用耐酸搪瓷或硬聚氯乙烯，也可用陶瓷。电铸槽容积按生产需要而定，其底部应装有阀门以便于换液，在上面四周应装有挂置阳极或母模用的框架。恒温控制装置包括加热器、水银导电温度计和恒温控制器等。为改善电铸时尖端放电现象，可以定期改变阳极和母模的电流方向〔可采用电子换向器实现〕。为加大电流密度，提高生产率，应具有搅拌器和循环过滤系统。为便于观察加工情况应采用特殊照明灯管等。第6章快速制模

6.5.2电铸成形的工艺过程1．工艺过程产品图样—母模设计—母模制造—前处理—电沉积—背衬加固—脱模—精加工—电铸件成品2．母模设计与制造①母模尺寸要考虑到型腔尺寸的成形收缩率；②对于非破坏性母模应带有15′～30′的脱模斜度，同时需考虑脱模措施；③承受电铸局部应按制品需要加长3～5mm，以备电铸后因端部粗糙时割除用；④母模上应尽量防止出现尖角、尖棱和深槽；⑤母模材料可以是金属，如钢、铜、铝或合金，也可以是非金属，如玻璃、塑料和蜡等；⑥母模设计要便于采用常规手段加工制造。第6章快速制模

3．前处理1〕镀脱模层2〕防水处理3〕镀导电层4〕引导线和包扎处理4．电沉积〔电铸〕1〕电铸镍2〕电铸铜5．背衬加固1〕喷涂金属2〕无机黏结3〕浇注环氧树脂或低熔点合金第6章快速制模

6．脱模7．精加工

1—卸模架2—母模3—电铸型腔

4—背衬5—模框6—垫板第6章快速制模

复习思考题什么是快速成形技术？简述其和传统的制造方法的不同之处。目前比较成熟的快速成形技术有哪几种？简述其成形原理。什么是直接快速模具制造？什么是间接快速模具制造？简述熔模铸造工艺流程。了解硅橡胶模具的制作过程。了解电铸成形的原理和特点。第7章模具外表加工与处理模具外表处理就是通过施加各种覆盖层和采用各种外表改性技术，使模具外表具有较本体更高的耐蚀、耐磨、耐高温和抗疲劳等性能，从而到达改善模具使用性能，延长模具寿命的目的。〔1〕提高模具型腔外表硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能，大幅度提高模具的使用寿命。〔2〕降低外表粗糙度，提高脱模能力，从而提高生产率。如塑料制品的脱模。〔3〕用于模具型面的修复。如利用电刷镀技术对模具进行局部修复。〔4〕用于模具型腔外表的纹饰加工，以提高制品的档次和附加值。第7章模具外表加工与处理7.1模具外表光整加工7.2模具外表纹饰加工7.3模具外表覆层和改性处理第7章模具外表加工与处理7.1模具外表光整加工7.1.1光整加工的特点与分类①光整加工的加工余量小，原那么上只改善外表质量〔降低粗糙度，消除划痕和毛刺等〕，不影响加工精度；②光整加工是用细粒度的磨料对工件外表进行微量切削